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应用层析高时间分辨率粒子图像测速技术(tomographic time-resolved particle image velocimetry,Tomo-TRPIV),测量了Reθ=2 460的平板湍流边界层三维3分量瞬时速度场的时间序列.提出湍流空间多尺度局部平均速度结构函数的概念,应用流向脉动速度沿流向的空间多尺度局部平均速度结构函数的正负过零点法,从瞬时脉动速度场中检测相干结构的喷射和扫掠事件,对检测到的喷射和扫掠事件的瞬态局部速度场、速度梯度场、涡量场、速度变形率场进行空间相位对齐叠加平均,获得喷射和扫掠事件的局部速度场、速度梯度场、涡量场、速度变形率场的典型特征.研究发现,相干结构喷射和扫掠时,速度梯度、速度变形率、涡量均表现为空间反对称分布的4极子结构.特别是流向涡量是沿流向、法向、展向均为反对称分布的法向多层4极子结构,表明法向各层相干结构是紧密联系,互相关联的.这种法向多层的4极子反对称结构导致强烈的动量、质量和能量交换,维持了相干结构的演化和发展过程. 相似文献
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从鉴赏描写蜻蜓的古代诗词入手,介绍了蜻蜓这种经过亿万年进化昆虫的神奇流体力学特性。重点介绍了蜻蜓的复眼、蜻蜓翅膀消除振颤、蜻蜓表皮的超疏水与鳞片减阻、蜻蜓幼虫的喷水推进等力学特性及其对工程技术发展的重要启示,同时介绍了蜻蜓机器人的发展现状。 相似文献
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利用高时间分辨率粒子图像测速(time-resolved particle image velocimetry, TR-PIV)技术,在不同雷诺数下对光滑壁面和二维顺流向、三维正弦波(two/three dimensional, 2D/3D)沟槽壁面湍流边界层流场进行了实验测量,从不同沟槽对湍流边界层相干结构影响的角度分析了其减阻的机理.对比不同壁面的各阶统计量结果发现:沟槽降低了壁面摩擦阻力,存在减阻效果,正弦波沟槽的减阻率增大.运用相关函数、λ_(ci)检测准则等方法提取了不同壁面湍流边界层发卡涡和低速条带等典型相干结构的空间拓扑形态,结果表明:两种沟槽壁面的相干结构在流向和法向上的空间尺度均有不同程度的减小,且相干结构与主流之间的倾角趋于更小,流体在法向上的运动及结构的抬升受到明显抑制,发卡涡诱导喷射和扫掠的能力降低,从而影响了湍流中能量与动量的输运过程及湍流的自维持机制,且相比于2D沟槽, 3D正弦波沟槽作用效果更为明显.在同一雷诺数下,随着距离壁面法向位置的增加,不同壁面湍流边界层低速条带的展向间距都变宽;但同一法向位置处2D/3D沟槽壁面湍流边界层低速条带的间距与光滑壁面的相比更宽,沟槽的存在有效抑制了低速条带在展向上的运动,使得低速条带更稳定. 相似文献
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基于历史事实,对北洋大学(天津大学前身)航空工程系的发展进行了简要的梳理,并扼要地回顾了那些年,那些事,那些人.从天津大学调出的历史悠久的北洋工学院航空工程学科,把北洋的优良传统带到了北京航空学院,为新中国航空工业体系的建立与教育事业的发展,做出了重要的贡献. 相似文献
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Coherent structures over riblets in turbulent boundary layer studied by combining time-resolved particle image velocimetry(TRPIV),proper orthogonal decomposition(POD),and finite-time Lyapunov exponent(FTLE) 总被引:1,自引:0,他引:1 下载免费PDF全文
Time-resolved particle image velocimetry(TRPIV) experiments are performed to investigate the coherent structure's performance of riblets in a turbulent boundary layer(TBL) at a friction Reynolds number of 185. To visualize the energetic large-scale coherent structures(CSs) over a smooth surface and riblets, the proper orthogonal decomposition(POD) and finite-time Lyapunov exponent(FTLE) are used to identify the CSs in the TBL. Spatial-temporal correlation is implemented to obtain the characters and transport properties of typical CSs in the FTLE fields. The results demonstrate that the generic flow structures, such as hairpin-like vortices, are also observed in the boundary layer flow over the riblets, consistent with its smooth counterpart. Low-order POD modes are more sensitive to the riblets in comparison with the high-order ones,and the wall-normal movement of the most energy-containing structures are suppressed over riblets. The spatial correlation analysis of the FTLE fields indicates that the evolution process of the hairpin vortex over riblets are inhibited. An apparent decrease of the convection velocity over riblets is noted, which is believed to reduce the ejection/sweep motions associated with high shear stress from the viscous sublayer. These reductions exhibit inhibition of momentum transfer among the structures near the wall in the TBL flows. 相似文献
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